
电子束焊接至今有100多年的历史在人们了解电子性能之前,曾经有过“阴极极射线”的名称。
电子束焊接技术起源于20世纪50年代,10年后激光器诞生,激光加工技术的研究与应用随即展开。电子束与激光加工同属于高能密度束流加工技术,应用的领域大体相同,其能量密度在同一段数量级远高于其他热源。
早在1879年William crookersh发现在阴极射 线管 中的铂阳极因被阴极射线轰击而熔化的现象。20年后,1897年,J.Jhompaon的研究证明,所谓的阴极射线实际就是电子束。电子束的焊按技术起源于德国1948年,西德k.h.steigerrwald博士,在致力于研究更高工作频率的示波器时,发现高功率密度的电子束可以熔化、烧蚀、冲刷金属的现象。据此,他提出了用电子束切割焊接的设想。1951年,申请了在各种材料上钻孔的电子束设备的专利,并与1952年,在蔡司公司(zeiss)制造了第一台电子束加工机。
电子是物质的一种基本粒子,通常情况下他们围绕原子核高速运转。当给电子一定的能量,他们能脱离 轨道 跃迁出来。加热一个阴极,使得其释放并形成自由电子云,当电压加大到30到200kv时,电子将被加速,并向阳极运动。电子枪中的阴极由于直接或间接加热而发射电子,该电子在高压静电场的加速下再通过电磁场的聚焦就可以形成能量密度极高的电子束,用此电子束去轰击工件,巨大的动能转化为热能,使焊接处工件熔化,形成熔池,从而实现对工件的焊接。
在此,为您总结了两种技术优异的特性 能量密度高 (大于105 W/c㎡) 焊接速度高 (一般可以达到5-30m/min) 热影响区窄(仅仅为焊缝宽度的5-20%) 热流输入少,工件变形小 容易实现自动控制,可在线检测焊缝质量 非接触加工,无后续加工
相比与电子束焊接,激光焊接也有其优劣势 不需在真空室和对工件焊接前进行去磁处理;却有变色变形焊渣飞溅多的可能性发生; 可在大气中进行; 没有防X射线问题,却需要特殊防护; 可控的循环时间,但电子束焊接预抽真空,同样可以达到甚至有更优的结果; 虽然激光焊接适用于多种材料金属,但是涉及铝合金和其他高反射率材料,电子束一步就达到了完美效果; 激光焊接的宽深比有限,电子束焊接是解决大厚度工件焊接的方法;
电子束具有超过 150 毫米的潜在焊接熔深和狭窄的焊缝几何形状,非常适合焊接厚壁部件和不锈钢,电子束焊缝不仅具有高承载能力,而且还确保密封性。这种连接技术可靠地防止容器内容物被制造过程污染,因为该过程不需要额外的材料。此外,由于采用一步焊接工艺,而且与传统焊接工艺相比,无需返工,因此可以缩短生产时间。
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